移動式柴油驅(qū)動泵在核電廠的應(yīng)用

魏興　陳云

摘要：在全廠失電事故工況下，移動式柴油驅(qū)動泵對核電廠緩解嚴(yán)重事故有非常重要的作用。文章結(jié)合移動設(shè)備特點(diǎn)和核電廠實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對移動式柴油驅(qū)動泵的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，通過優(yōu)化管理，改進(jìn)設(shè)備布置和注水方式，以提高設(shè)備可用性和注水效率，提升核電廠應(yīng)急管理水平。

關(guān)鍵詞：核電廠；嚴(yán)重事故；移動泵；注水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.143

移動式柴油驅(qū)動泵是目前核電廠最主要的移動式注水設(shè)備之一，用于滿足在全廠斷電工況下反應(yīng)堆堆芯冷卻、乏燃料水池冷卻的需求。如何加強(qiáng)設(shè)備的管理，更好地發(fā)揮緩解事故的作用，是各電廠應(yīng)急管理工作關(guān)注的重點(diǎn)，本文就移動式柴油驅(qū)動泵的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1移動式柴油驅(qū)動泵組介紹

移動式柴油驅(qū)動泵組通常簡稱為“移動泵”，由移動小車、柴油機(jī)及驅(qū)動機(jī)構(gòu)、水泵、水箱、進(jìn)出口閥門、監(jiān)視儀表和控制裝置及其它相關(guān)附件安裝組成。

“移動泵”搭載的離心泵出口可提供約2.2MPa.a的注水壓力和65m³/h的額定流量，其自帶油箱可確保運(yùn)行8小時(shí)，在加油情況下能夠提供持續(xù)72小時(shí)以上連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間。在核電廠喪失全部交流電源時(shí)，可通過“移動泵”和改造的應(yīng)急補(bǔ)水管線，向一回路或蒸汽發(fā)生器注水，滿足堆芯冷卻要求。

2移動泵供水途徑分析

2.1移動泵供水方式

移動式柴油驅(qū)動泵的水箱容積約1m³，需要一個可靠的外部水源供應(yīng)。通常采用消防車為移動泵供水，消防車再從凝結(jié)水精處理系統(tǒng)（ATE）除鹽水箱、消防水池或其它可用水源取水。普通消防車水罐容量在9-18t左右，相對于反應(yīng)堆一回路、蒸汽發(fā)生器或乏燃料水池補(bǔ)水需求，單臺消防車無法滿足實(shí)際補(bǔ)水工作。為解決消防車為移動泵持續(xù)供水問題，可通過下面三種方式進(jìn)行。

第一種方式采用多臺消防車輪流供水。需要多次拆裝注水管線，花費(fèi)較多時(shí)間，受限于廠區(qū)空間特別是在地震、海嘯等極端條件下，多臺消防車循環(huán)供水在廠房外面道路上很難實(shí)施，此種方法可操作性不夠強(qiáng)，注水效率相對較低。

第二種方式采用單臺消防車加長管線供水。用較長的管線連接移動泵、SG注水口和消防車，這種方式避免了多次拆裝管線和車輛循環(huán)的問題，但是較長管線需要多根消防水帶連接，必然增加水壓損失降低了流量，多接頭也易漏水、易爆裂等缺點(diǎn)。

第三種方式通過兩臺或多臺消防車耦合（單干線串聯(lián)）供水。這種方法在減少管線拆裝次數(shù)的同時(shí)，消防車又起到中繼和增壓作用，可有效增加注水流量，提高注水效率，在距離較遠(yuǎn)的取水點(diǎn)也可適用。

2.2從ATE除鹽水箱取水

ATE除鹽水箱增加了應(yīng)急取水口，取水口設(shè)在水箱底部方便消防車取水。在事故工況情況下，可利用消防車從除鹽水箱取水向電廠重要系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急補(bǔ)水。例如采用消防車從ATE除鹽水箱取水向蒸汽發(fā)生器（或輔助給水（ASG）箱）注水，ATE除鹽水箱距離蒸汽發(fā)生器（或ASG水箱）注水接口處一般在200m以內(nèi)，可通過兩臺消防車耦合（單干線串聯(lián)）的方式進(jìn)行注水。

2.3從消防水池取水

消防水池是核電廠一個重要的應(yīng)急水源，由于消防水池在地面以下，距離反應(yīng)堆廠房相對較遠(yuǎn)，取水時(shí)一般通過潛水泵將水泵出為消防車供水，采用移動柴油發(fā)電機(jī)為潛水泵提供電源。然后鋪設(shè)電纜、水管，最后向外圍停靠的消防車供水，整個準(zhǔn)備工作花費(fèi)兩個小時(shí)以上。

2.3.1問題分析

（1）一般情況下在消防水池取水口周圍分布著CTE、CFI、DVP等系統(tǒng)相關(guān)管線和設(shè)備，增加了設(shè)備防止和管線鋪設(shè)難度；（2）潛水泵需要從庫房運(yùn)至消防水池，花費(fèi)較長時(shí)間。因取水口與圍欄之間空間狹小，如將柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)至消防水池旁邊，同樣費(fèi)力費(fèi)時(shí)；（3）消防水管鋪設(shè)距離長（100m以上），加上多個彎段，壓力損傷嚴(yán)重，取水流量降低明顯，管線接頭處漏水較多；（4）吊車電源是廠用電，在全廠失電情況下面臨吊車可用性問題。

2.3.2建議及反饋

（1）潛水泵采用內(nèi)置于消防水池內(nèi)，定期試驗(yàn)、檢查和維護(hù)；（2）潛水泵采用雙路供電，一路為廠用電，一路引至圍欄外設(shè)置接口，方便柴油車停放和供電；（3）潛水泵出水管線避開其他系統(tǒng)管線引至圍欄圍外，設(shè)置接口，方便消防車等取水設(shè)備取水。

通過這些改進(jìn)措施可大大節(jié)約取水準(zhǔn)備時(shí)間，降低取水難度，方便柴油車接入和消防車取水，在應(yīng)急情況可有效提高消防水池取水的可靠性。

3設(shè)備管理

福島改進(jìn)項(xiàng)注水設(shè)備除了移動式柴油驅(qū)動泵組外，還包括消防車、潛水泵及與其配套的柴油發(fā)電機(jī)組等相關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備在日常在應(yīng)急設(shè)備廠房中存放，應(yīng)急設(shè)備廠房一般建在廠區(qū)海拔最高處，確保在洪水或海嘯情況下設(shè)備可用。為做好設(shè)備的日常維護(hù)和在應(yīng)急情況下合理調(diào)用，一套與之相配的管理程序必不可少。管理程序需明確以下幾項(xiàng)工作：

（1）設(shè)備日常管理。包括設(shè)備定期巡檢、檢查，設(shè)備的變更改造，設(shè)備、車輛定期保養(yǎng)和燃料（柴油）補(bǔ)給，潤滑油更換，相關(guān)廠房配套設(shè)施完后和設(shè)備調(diào)用期間沿途道路的可用等。日常工作還包括消防車水罐的清洗，防止消防車作為補(bǔ)水工具使用時(shí)消防泡沫殘留在水罐里。（2）定期試驗(yàn)。移動式柴油驅(qū)動泵和潛水泵定期試驗(yàn)頻率、執(zhí)行部門及相關(guān)規(guī)程需要完善，將試驗(yàn)清單加入到電廠定期試驗(yàn)監(jiān)督大綱里并遵照執(zhí)行。（3）設(shè)備的應(yīng)急準(zhǔn)備。應(yīng)急準(zhǔn)備包括人員知識技能培訓(xùn)、演練，定期進(jìn)行培訓(xùn)和演練是培養(yǎng)操作人員知識和技能，落實(shí)應(yīng)急工作準(zhǔn)備，提高事故工況下人員應(yīng)對水平的必要途徑。

4結(jié)論

移動式柴油驅(qū)動泵的應(yīng)用是個一體化的管理體系，可通過明確設(shè)備管理職責(zé)分工、優(yōu)化消防車、移動泵等設(shè)備（單干線串聯(lián)）取水/注水方式等措施，確保應(yīng)急注水措施的順利實(shí)施，改善注水效率，提高核電廠應(yīng)急管理水平。